一种可降解生物基鞋用材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及生物基材料技术领域，更具体地说它涉及一种可降解生物基鞋用材料及其制备方法。


背景技术：

2.鞋用材料主要包括鞋面材料和大底材料。其中，鞋面材料通常以纺织材料、网眼布、皮革、人造革、合成材料、pvc、pu、牛巴、超细纤维、天然皮等为主，以起到美观、包裹和舒适的作用；大底材料通常以橡胶、pu、pvc、eva、tpr、sbs等各种热塑性弹性体、高分子复合材料、功能材料为主，以起到耐磨和有效支撑的作用。
3.公开号为cn113185794a的中国专利公开了一种高强度耐磨雨鞋用材料及其制备方法，该高强度耐磨雨鞋用材料包括以下重量份的成分：丙烯酸酯橡胶50～85份、稀土顺丁橡胶20～40份、三元乙丙橡胶35～60份、中超耐磨炭黑15～36份、抗氧化耐磨填料6～14份、荧光复合填料5～13份、软化剂6～12份、硫化剂1.5～3.5份、活性剂3～6份、防老剂2～4份；其中，抗氧化耐磨填料的制备方法如下：按照重量份，将70～85份乙烯基酯树脂、3～6份纳米二氧化硅微粉、8～15份硫酸钙晶须、0.3～0.8份硬脂酸锌和0.4～0.8份二丁基羟基甲苯混合均匀，双螺杆挤出机挤出造粒即可。
4.但是该高强度耐磨雨鞋用材料虽然达到了强度高和耐磨效果，但是无法得到有效降解，进而在随意丢弃后且无法得到有效回收处理时将对环境造成污染与威胁，有待改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种可降解生物基鞋用材料，该可降解生物基鞋用材料在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种可降解生物基鞋用材料，包括鞋面物料和大底物料；
8.所述鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯45.8-72.5份、三元共聚物聚酯16.8-20.7份、聚乳酸6.3-7.6份、多孔纳米羟基磷灰石4.3-6.1份、粉煤灰1.6-2.2份；
9.所述大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物36.8-40.2份、玉米淀粉18.6-22.4份、木糖醇基多官环氧树脂12-20份、碳酸钾3.6-4.5份、ac发泡剂1-1.5份、粉煤灰0.8-1.2份、六氢邻苯二甲酸酐0.8-1份。
10.通过采用上述技术方案，将使得该可降解生物基鞋用材料的鞋面物料和大底物料均由可降解的材料组成，并通过结合相应的组分后实现在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
11.本发明进一步设置为：所述三元共聚物聚酯如下所示：
[0012][0013]
其中，所述n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。
[0014]
本发明进一步设置为：所述木糖醇基多官环氧树脂如下所示：
[0015][0016]
其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。
[0017]
一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，包括鞋面制备部分和大底制备部分；所述鞋面制备部分包括如下步骤：
[0018]
步骤1、混合：将按重量份为45.8-72.5份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、16.8-20.7份的三元共聚物聚酯、6.3-7.6份的聚乳酸、4.3-6.1份的多孔纳米羟基磷灰石、1.6-2.2份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；
[0019]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0020]
步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；
[0021]
步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；
[0022]
步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料。通过采用上述技术方案，
[0023]
本发明进一步设置为：所述大底制备部分包括如下步骤：
[0024]
步骤1、混合：将按重量份为36.8-40.2份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、18.6-22.4份的玉米淀粉、12-20份的木糖醇基多官环氧树脂、3.6-4.5份的碳酸钾、1-1.5份的ac发泡剂、0.8-1.2份的粉煤灰、0.8-1份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；
[0025]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0026]
步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；
[0027]
步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时将鞋面型料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
[0028]
本发明进一步设置为：在大底制备部分的步骤4中，所述合料装置包括用于放置可降解大底胚料的支撑底盘和用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的驱动操作臂，所述支撑底盘的上侧与可降解大底胚料的底部匹配，所述支撑底盘的底部设置有用于安装固定的支撑立柱以及与所述驱动操作臂上下转动连接的固定转接柱，所述支撑立柱设置有用于驱使所述驱动操作臂上下摆动的驱动机构。
[0029]
通过采用上述技术方案，驱动机构在运行时驱使驱动操作臂上下摆动，进而将使得驱动操作臂上端将带动鞋面型料做向下以及朝向支撑底盘外周一侧移动，从而将鞋面型料沿着倾斜路径嵌入可降解大底胚料内，以通过倾斜插接的方式提高可降解大底胚料与鞋面型料的嵌入式连接固定稳定性，此时由于可降解大底胚料处于烘烤作业中，因此将在完成烘烤作业后使得可降解大底胚料与鞋面型料完成有效、稳定的连接结构，且具有操作便捷的效果。
[0030]
本发明进一步设置为：所述驱动机构包括套接在所述支撑立柱上的驱动转盘，所述驱动转盘的外周侧壁上设置有至少两个抵接螺旋外侧壁；所述驱动操作臂呈z状并包括从下至上依次连接的操作下臂、操作连接臂和操作上臂，所述操作下臂设置有抵接连接孔，所述抵接连接孔内插接有与所述抵接螺旋外侧壁抵接并沿所述抵接螺旋外侧壁移动的驱动抵接柱，所述操作连接臂设置有与所述固定转接柱转动连接的转动连接孔，所述操作上臂位于所述支撑底盘的上侧并用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内。
[0031]
通过采用上述技术方案，由于操作连接臂与固定转接柱转动连接，进而在驱动转盘做周向的往复转动时带动与抵接螺旋外侧壁抵接的驱动抵接柱做朝向或远离驱动转盘轴心线的运动，以使得驱动操作臂做以固定转接柱为轴的周向往复摆动运动；此时操作上臂在上下摆动的运动过程中完成将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的作业，在提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性的同时，具有作业便捷和高效、稳定的效果。
[0032]
本发明进一步设置为：所述操作上臂连接有用于与鞋面型料接触并驱动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的抵接驱动板，所述抵接驱动板远离所述驱动操作臂的一侧形成有摩擦纹路并连接负压装置，所述抵接驱动板靠近所述驱动操作臂的一侧设置有水平转动柱，所述操作上臂的上端设置有操作连接孔，所述操作连接孔内上下转动连接有摆动接柱，所述摆动接柱的两端从所述操作连接孔内穿出并连接有限位连接体，所述限位连接体沿长度方向设置有限位连接腰型槽，所述水平转动柱的两端分别插接在相应的所述限位连接腰型槽内；所述操作上臂设置有两个分别位于所述限位连接体上下两侧的连接弹簧，所述连接弹簧远离所述操作上臂的一端与所述抵接驱动板连接固定。
[0033]
通过采用上述技术方案，抵接驱动板上的摩擦纹路起到提升与鞋面型料的摩擦阻力的作用，且负压装置用于将鞋面型料有效吸附在抵接驱动板上，以实现将鞋面型料有效嵌入可降解大底胚料的效果；此时，在操作上臂做向下的转动运动时，将带动抵接驱动板以及吸附在抵接驱动板上的鞋面型料向下转动，限位连接体在有效连接驱动上臂和抵接驱动板的同时，通过连接弹簧校准抵接驱动板的朝向，并在抵接驱动板带动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时，使得位于上端的连接弹簧压缩并形成将抵接驱动板复位的弹性形变力，位于下端的连接弹簧压缩并形成将抵接驱动板复位的弹性形变力，且位于上端的连接弹簧的压缩形变长度小于位于下端的连接弹簧的压缩形变长度，从而在鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时达到令鞋面型料与竖直方向的倾角为0-4
°
的效果，并显著提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性与强度。
[0034]
本发明进一步设置为：所述支撑底盘设置有多个分别与相应的所述驱动操作臂匹配的驱动限位插槽，所述驱动限位插槽插接有沿竖直方向设置的限位连接直杆以及沿所述驱动限位插槽长度方向设置且贯穿所述限位连接直杆的限位插杆，所述限位连接直杆的底部设置有与所述操作下臂抵接的复合抵接棒，所述限位连接直杆的顶端设置有用于与可降解大底胚料抵接的抵接复合板，所述抵接复合板朝向所述驱动转盘轴心线的一侧设置有与可降解大底胚料相应部位匹配的匹配斜壁。
[0035]
通过采用上述技术方案，在驱动上臂做朝向上的摆动运动时，驱动下臂做朝向支撑底盘的摆动运动，进而将使得驱动下臂推动复合抵接棒做朝向支撑底盘的移动，此时限位连接直杆在限位插杆的限位下做沿着限位插杆的长度方向的线性移动，并驱动抵接复合板做朝向驱动转盘轴心线的一侧移动以对可降解大底胚料施加压力，使得处于烘烤作业中
的可降解大底胚料在由鞋面型料嵌入后结合抵接复合板施加的压力而形成稳定且有效的连接结构。
[0036]
本发明进一步设置为：所述驱动转盘设置有传动大齿轮，所述传动大齿轮啮合有驱动小齿轮，所述驱动小齿轮连接有驱动转动的驱动电机。
[0037]
通过采用上述技术方案，驱动电机运行时驱使驱动小齿轮转动，进而将使得传动大齿轮在驱动小齿轮的驱动下转动，从而实现稳定地往复转动驱动转盘的效果。
[0038]
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过采用相应的组分以及步骤制备鞋面物料和大底物料，并在合料装置的驱动下完成对可降解大底胚料与鞋面型料的连接，使得该可降解生物基鞋用材料在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
附图说明
[0039]
图1是本实施例的结构示意图；
[0040]
图2是本实施例的爆炸结构示意图；
[0041]
图3是图2中a部分的放大结构示意图。
[0042]
附图标记说明：1、支撑底盘；11、支撑立柱；12、固定转接柱；13、驱动限位插槽；2、驱动转盘；21、传动大齿轮；22、抵接螺旋外侧壁；3、驱动操作臂；31、操作下臂；311、抵接连接孔；312、驱动抵接柱；32、操作上臂；321、连接弹簧；322、操作连接孔；33、操作连接臂；331、转动连接孔；34、摆动接柱；35、限位连接体；351、限位连接腰型槽；36、复合抵接棒；37、限位连接直杆；38、抵接复合板；381、匹配斜壁；39、限位插杆；4、驱动电机；41、驱动小齿轮；5、抵接驱动板；51、水平转动柱。
具体实施方式
[0043]
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图对本发明作进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0044]
需要提及的是，所采用的的生物降解性能的测试为在控制温度为50℃、湿度98％和堆肥的微生物条件下，测试时长为3个月，并通过分解程度从0-100％分为1-10，其中10为分解程度在90-100％。
[0045]
以下针对本发明实施例的可降解生物基鞋用材料及其制造方法进行具体说明：
[0046]
一种可降解生物基鞋用材料，包括鞋面物料和大底物料。
[0047]
鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯45.8-72.5份、三元共聚物聚酯16.8-20.7份、聚乳酸6.3-7.6份、多孔纳米羟基磷灰石4.3-6.1份、粉煤灰1.6-2.2份；
[0048]
三元共聚物聚酯如下所示：
[0049][0050]
其中，n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。
[0051]
大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物36.8-40.2份、玉米淀粉18.6-22.4份、木糖醇基多官环氧树脂12-20份、碳酸钾3.6-4.5份、ac发泡剂1-1.5份、粉煤灰0.8-1.2份、六氢邻苯二甲酸酐0.8-1份。
[0052]
木糖醇基多官环氧树脂如下所示：
[0053][0054]
其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。
[0055]
因此，将使得该可降解生物基鞋用材料的鞋面物料和大底物料均由可降解的材料组成，并通过结合相应的组分后实现在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
[0056]
一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，包括鞋面制备部分和大底制备部分。
[0057]
鞋面制备部分包括如下步骤：
[0058]
步骤1、混合：将按重量份为45.8-72.5份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、16.8-20.7份的三元共聚物聚酯、6.3-7.6份的聚乳酸、4.3-6.1份的多孔纳米羟基磷灰石、1.6-2.2份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；
[0059]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0060]
步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；
[0061]
步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；
[0062]
步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料
[0063]
大底制备部分包括如下步骤：
[0064]
步骤1、混合：将按重量份为36.8-40.2份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、18.6-22.4份的玉米淀粉、12-20份的木糖醇基多官环氧树脂、3.6-4.5份的碳酸钾、1-1.5份的ac发泡剂、0.8-1.2份的粉煤灰、0.8-1份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；
[0065]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0066]
步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；
[0067]
步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时将鞋面型料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
[0068]
如图1所示，合料装置包括用于放置可降解大底胚料的支撑底盘1和用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的驱动操作臂3。支撑底盘1的上侧与可降解大底胚料的底部匹配，以实现对可降解大底胚料的有效限位和固定。与此同时，在支撑底盘1的底部设置有用于安装固定的支撑立柱11。支撑立柱11设置有用于驱使驱动操作臂3上下摆动的驱动机构，且驱动操作臂3与支撑底盘1上下转动连接。其中，支撑底盘1设置有与驱动操作臂3上下转动连接的固定转接柱12，见图2。因此，在驱动机构运行时，将驱使驱动操作臂3上下摆动，进而使得驱动操作臂3上端将带动鞋面型料做向下以及朝向支撑底盘1外周一侧移动，从而将鞋面型料沿着倾斜路径嵌入可降解大底胚料内，以通过倾斜插接的方式提高可降解大底胚料与鞋面型料的嵌入式连接固定稳定性，此时由于可降解大底胚料处于烘烤作业中，因此将在完成烘烤作业后使得可降解大底胚料与鞋面型料完成有效、稳定的连接结构，且具有
操作便捷的效果。
[0069]
需要说明的是，驱动转盘2设置有传动大齿轮21。传动大齿轮21啮合有驱动小齿轮41，且驱动小齿轮41连接有驱动转动的驱动电机4。因此，在驱动电机4运行时驱使驱动小齿轮41转动，进而将使得传动大齿轮21在驱动小齿轮41的驱动下转动，从而实现稳定地往复转动驱动转盘2的效果。
[0070]
如图2、图3所示，驱动机构包括套接在支撑立柱11上的驱动转盘2。在驱动转盘2的外周侧壁上设置有至少两个抵接螺旋外侧壁22。抵接螺旋外侧壁22呈阿基米德螺旋线状。驱动操作臂3呈z状并包括从下至上依次连接的操作下臂31、操作连接臂33和操作上臂32。其中，操作下臂31设置有抵接连接孔311，抵接连接孔311内插接有与抵接螺旋外侧壁22抵接并沿抵接螺旋外侧壁22移动的驱动抵接柱312。操作连接臂33设置有与固定转接柱12转动连接的转动连接孔331。操作上臂32位于支撑底盘1的上侧并用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内。由于操作连接臂33与固定转接柱12转动连接，进而在驱动转盘2做周向的往复转动时带动与抵接螺旋外侧壁22抵接的驱动抵接柱312做朝向或远离驱动转盘2轴心线的运动，以使得驱动操作臂3做以固定转接柱12为轴的周向往复摆动运动；此时操作上臂32在上下摆动的运动过程中完成将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的作业，在提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性的同时，具有作业便捷和高效、稳定的效果。
[0071]
需要提及的是，操作上臂32连接有用于与鞋面型料接触并驱动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的抵接驱动板5。抵接驱动板5远离驱动操作臂3的一侧形成有摩擦纹路并连接负压装置。抵接驱动板5上的摩擦纹路起到提升与鞋面型料的摩擦阻力的作用，且负压装置用于将鞋面型料有效吸附在抵接驱动板5上，以实现将鞋面型料有效嵌入可降解大底胚料的效果。在抵接驱动板5靠近驱动操作臂3的一侧设置有水平转动柱51。操作上臂32的上端设置有操作连接孔322。在操作连接孔322内上下转动连接有摆动接柱34。摆动接柱34的两端从操作连接孔322内穿出并连接有限位连接体35。限位连接体35沿长度方向设置有限位连接腰型槽351，且水平转动柱51的两端分别插接在相应的限位连接腰型槽351内，以使得水平转动柱51具有在抵接驱动板5受压时具有做沿着限位连接腰型槽351长度方向移动的效果，以提升抵接驱动板5向可降解大底胚料施加稳定压力的效果。与此同时，操作上臂32设置有两个分别位于限位连接体35上下两侧的连接弹簧321，且连接弹簧321远离操作上臂32的一端与抵接驱动板5连接固定。因此，在操作上臂32做向下的转动运动时，将带动抵接驱动板5以及吸附在抵接驱动板5上的鞋面型料向下转动，限位连接体35在有效连接驱动上臂和抵接驱动板5的同时，通过连接弹簧321校准抵接驱动板5的朝向，并在抵接驱动板5带动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时，使得位于上端的连接弹簧321压缩并形成将抵接驱动板5复位的弹性形变力，位于下端的连接弹簧321压缩并形成将抵接驱动板5复位的弹性形变力，且位于上端的连接弹簧321的压缩形变长度小于位于下端的连接弹簧321的压缩形变长度，从而在鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时达到令鞋面型料与竖直方向的倾角为0-4
°
的效果，并显著提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性与强度。
[0072]
如图2、图3所示，支撑底盘1设置有多个分别与相应的驱动操作臂3匹配的驱动限位插槽13。驱动限位插槽13插接有沿竖直方向设置的限位连接直杆37以及沿驱动限位插槽13长度方向设置且贯穿限位连接直杆37的限位插杆39。在限位连接直杆37的底部设置有与操作下臂31抵接的复合抵接棒36。其中，在限位连接直杆37的顶端设置有用于与可降解大
底胚料抵接的抵接复合板38，且在抵接复合板38朝向驱动转盘2轴心线的一侧设置有与可降解大底胚料相应部位匹配的匹配斜壁381，进而在驱动上臂做朝向上的摆动运动时，驱动下臂做朝向支撑底盘1的摆动运动，进而将使得驱动下臂推动复合抵接棒36做朝向支撑底盘1的移动，此时限位连接直杆37在限位插杆39的限位下做沿着限位插杆39的长度方向的线性移动，并驱动抵接复合板38做朝向驱动转盘2轴心线的一侧移动以对可降解大底胚料施加压力，使得处于烘烤作业中的可降解大底胚料在由鞋面型料嵌入后结合抵接复合板38施加的压力而形成稳定且有效的连接结构。
[0073]
实施例一
[0074]
一种可降解生物基鞋用材料，包括鞋面物料和大底物料。
[0075]
鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯45.8份、三元共聚物聚酯16.8份、聚乳酸6.3份、多孔纳米羟基磷灰石4.3份、粉煤灰1.6份；
[0076]
三元共聚物聚酯如下所示：
[0077][0078]
其中，n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。
[0079]
大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物36.8份、玉米淀粉18.6份、木糖醇基多官环氧树脂12份、碳酸钾3.6份、ac发泡剂1份、粉煤灰0.8份、六氢邻苯二甲酸酐0.8份。
[0080]
木糖醇基多官环氧树脂如下所示：
[0081][0082]
其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。
[0083]
因此，将使得该可降解生物基鞋用材料的鞋面物料和大底物料均由可降解的材料组成，并通过结合相应的组分后实现在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
[0084]
一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，包括鞋面制备部分和大底制备部分。
[0085]
鞋面制备部分包括如下步骤：
[0086]
步骤1、混合：将按重量份为45.8份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、16.8份的三元共聚物聚酯、6.3份的聚乳酸、4.3份的多孔纳米羟基磷灰石、1.6份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；
[0087]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0088]
步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；
[0089]
步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；
[0090]
步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料
[0091]
大底制备部分包括如下步骤：
[0092]
步骤1、混合：将按重量份为36.8份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、18.6份的玉米淀粉、
12份的木糖醇基多官环氧树脂、3.6份的碳酸钾、1份的ac发泡剂、0.8份的粉煤灰、0.8份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；
[0093]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0094]
步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；
[0095]
步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时将鞋面型料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
[0096]
如图1所示，合料装置包括用于放置可降解大底胚料的支撑底盘1和用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的驱动操作臂3。支撑底盘1的上侧与可降解大底胚料的底部匹配，以实现对可降解大底胚料的有效限位和固定。与此同时，在支撑底盘1的底部设置有用于安装固定的支撑立柱11。支撑立柱11设置有用于驱使驱动操作臂3上下摆动的驱动机构，且驱动操作臂3与支撑底盘1上下转动连接。其中，支撑底盘1设置有与驱动操作臂3上下转动连接的固定转接柱12，见图2。因此，在驱动机构运行时，将驱使驱动操作臂3上下摆动，进而使得驱动操作臂3上端将带动鞋面型料做向下以及朝向支撑底盘1外周一侧移动，从而将鞋面型料沿着倾斜路径嵌入可降解大底胚料内，以通过倾斜插接的方式提高可降解大底胚料与鞋面型料的嵌入式连接固定稳定性，此时由于可降解大底胚料处于烘烤作业中，因此将在完成烘烤作业后使得可降解大底胚料与鞋面型料完成有效、稳定的连接结构，且具有操作便捷的效果。
[0097]
需要说明的是，驱动转盘2设置有传动大齿轮21。传动大齿轮21啮合有驱动小齿轮41，且驱动小齿轮41连接有驱动转动的驱动电机4。因此，在驱动电机4运行时驱使驱动小齿轮41转动，进而将使得传动大齿轮21在驱动小齿轮41的驱动下转动，从而实现稳定地往复转动驱动转盘2的效果。
[0098]
如图2、图3所示，驱动机构包括套接在支撑立柱11上的驱动转盘2。在驱动转盘2的外周侧壁上设置有至少两个抵接螺旋外侧壁22。抵接螺旋外侧壁22呈阿基米德螺旋线状。驱动操作臂3呈z状并包括从下至上依次连接的操作下臂31、操作连接臂33和操作上臂32。其中，操作下臂31设置有抵接连接孔311，抵接连接孔311内插接有与抵接螺旋外侧壁22抵接并沿抵接螺旋外侧壁22移动的驱动抵接柱312。操作连接臂33设置有与固定转接柱12转动连接的转动连接孔331。操作上臂32位于支撑底盘1的上侧并用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内。由于操作连接臂33与固定转接柱12转动连接，进而在驱动转盘2做周向的往复转动时带动与抵接螺旋外侧壁22抵接的驱动抵接柱312做朝向或远离驱动转盘2轴心线的运动，以使得驱动操作臂3做以固定转接柱12为轴的周向往复摆动运动；此时操作上臂32在上下摆动的运动过程中完成将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的作业，在提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性的同时，具有作业便捷和高效、稳定的效果。
[0099]
需要提及的是，操作上臂32连接有用于与鞋面型料接触并驱动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的抵接驱动板5。抵接驱动板5远离驱动操作臂3的一侧形成有摩擦纹路并连接负压装置。抵接驱动板5上的摩擦纹路起到提升与鞋面型料的摩擦阻力的作用，且负压装置用于将鞋面型料有效吸附在抵接驱动板5上，以实现将鞋面型料有效嵌入可降解大底胚料的效果。在抵接驱动板5靠近驱动操作臂3的一侧设置有水平转动柱51。操作上臂32的上端设置有操作连接孔322。在操作连接孔322内上下转动连接有摆动接柱34。摆动接柱34的两端从操作连接孔322内穿出并连接有限位连接体35。限位连接体35沿长度方向设置有限
位连接腰型槽351，且水平转动柱51的两端分别插接在相应的限位连接腰型槽351内，以使得水平转动柱51具有在抵接驱动板5受压时具有做沿着限位连接腰型槽351长度方向移动的效果，以提升抵接驱动板5向可降解大底胚料施加稳定压力的效果。与此同时，操作上臂32设置有两个分别位于限位连接体35上下两侧的连接弹簧321，且连接弹簧321远离操作上臂32的一端与抵接驱动板5连接固定。因此，在操作上臂32做向下的转动运动时，将带动抵接驱动板5以及吸附在抵接驱动板5上的鞋面型料向下转动，限位连接体35在有效连接驱动上臂和抵接驱动板5的同时，通过连接弹簧321校准抵接驱动板5的朝向，并在抵接驱动板5带动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时，使得位于上端的连接弹簧321压缩并形成将抵接驱动板5复位的弹性形变力，位于下端的连接弹簧321压缩并形成将抵接驱动板5复位的弹性形变力，且位于上端的连接弹簧321的压缩形变长度小于位于下端的连接弹簧321的压缩形变长度，从而在鞋面型料嵌入可降解大底胚料内时达到令鞋面型料与竖直方向的倾角为0-4
°
的效果，并显著提升鞋面型料与可降解大底胚料的连接结构稳定性与强度。
[0100]
如图2、图3所示，支撑底盘1设置有多个分别与相应的驱动操作臂3匹配的驱动限位插槽13。驱动限位插槽13插接有沿竖直方向设置的限位连接直杆37以及沿驱动限位插槽13长度方向设置且贯穿限位连接直杆37的限位插杆39。在限位连接直杆37的底部设置有与操作下臂31抵接的复合抵接棒36。其中，在限位连接直杆37的顶端设置有用于与可降解大底胚料抵接的抵接复合板38，且在抵接复合板38朝向驱动转盘2轴心线的一侧设置有与可降解大底胚料相应部位匹配的匹配斜壁381，进而在驱动上臂做朝向上的摆动运动时，驱动下臂做朝向支撑底盘1的摆动运动，进而将使得驱动下臂推动复合抵接棒36做朝向支撑底盘1的移动，此时限位连接直杆37在限位插杆39的限位下做沿着限位插杆39的长度方向的线性移动，并驱动抵接复合板38做朝向驱动转盘2轴心线的一侧移动以对可降解大底胚料施加压力，使得处于烘烤作业中的可降解大底胚料在由鞋面型料嵌入后结合抵接复合板38施加的压力而形成稳定且有效的连接结构。
[0101]
经检测，实施例一的可降解生物基鞋用材料的剥离强度为120n/cm3，拉断强度为462n/cm3，鞋面材料的生物降解性能为8，大底材料的生物降解性能为9。
[0102]
实施例二
[0103]
实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中的鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯58.6份、三元共聚物聚酯18.6份、聚乳酸6.9份、多孔纳米羟基磷灰石5.2份、粉煤灰1.9份；
[0104]
三元共聚物聚酯如下所示：
[0105][0106]
其中，n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。
[0107]
大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物38.2份、玉米淀粉20份、木糖醇基多官环氧树脂16份、碳酸钾4份、ac发泡剂1.3份、粉煤灰1份、六氢邻苯二甲酸酐0.9份。
[0108]
木糖醇基多官环氧树脂如下所示：
[0109][0110]
其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。
[0111]
因此，将使得该可降解生物基鞋用材料的鞋面物料和大底物料均由可降解的材料组成，并通过结合相应的组分后实现在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
[0112]
一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，包括鞋面制备部分和大底制备部分。
[0113]
鞋面制备部分包括如下步骤：
[0114]
步骤1、混合：将按重量份为58.6份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、18.6份的三元共聚物聚酯、6.9份的聚乳酸、5.2份的多孔纳米羟基磷灰石、1.9份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；
[0115]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0116]
步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；
[0117]
步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；
[0118]
步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料
[0119]
大底制备部分包括如下步骤：
[0120]
步骤1、混合：将按重量份为38.2份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、20份的玉米淀粉、16份的木糖醇基多官环氧树脂、4份的碳酸钾、1.3份的ac发泡剂、1份的粉煤灰、0.9份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；
[0121]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0122]
步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；
[0123]
步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时将鞋面型料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
[0124]
经检测，实施例二的可降解生物基鞋用材料的剥离强度为129n/cm3，拉断强度为486n/cm3，鞋面材料的生物降解性能为8，大底材料的生物降解性能为9。
[0125]
实施例三
[0126]
实施例三与实施例一的区别在于，实施例三中的鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯72.5份、三元共聚物聚酯20.7份、聚乳酸7.6份、多孔纳米羟基磷灰石6.1份、粉煤灰2.2份；
[0127]
三元共聚物聚酯如下所示：
[0128][0129]
其中，n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。
[0130]
大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物40.2份、玉米淀粉22.4份、木糖醇基多官环氧树脂20份、碳酸钾4.5份、ac发泡剂1.5份、粉煤灰1.2份、六氢邻苯二甲酸酐1份。
[0131]
木糖醇基多官环氧树脂如下所示：
[0132][0133]
其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。
[0134]
因此，将使得该可降解生物基鞋用材料的鞋面物料和大底物料均由可降解的材料组成，并通过结合相应的组分后实现在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
[0135]
一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，包括鞋面制备部分和大底制备部分。
[0136]
鞋面制备部分包括如下步骤：
[0137]
步骤1、混合：将按重量份为72.5份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、20.7份的三元共聚物聚酯、7.6份的聚乳酸、6.1份的多孔纳米羟基磷灰石、2.2份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；
[0138]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0139]
步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；
[0140]
步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；
[0141]
步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料
[0142]
大底制备部分包括如下步骤：
[0143]
步骤1、混合：将按重量份为40.2份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、22.4份的玉米淀粉、20份的木糖醇基多官环氧树脂、4.5份的碳酸钾、1.5份的ac发泡剂、1.2份的粉煤灰、1份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；
[0144]
步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；
[0145]
步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；
[0146]
步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时将鞋面型料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
[0147]
经检测，实施例三的可降解生物基鞋用材料的剥离强度为141n/cm3，拉断强度为512n/cm3，鞋面材料的生物降解性能为8，大底材料的生物降解性能为9。
[0148]
综上，本技术通过采用相应的组分以及步骤制备鞋面物料和大底物料，在生物基聚丁二酸乙二醇酯、三元共聚物聚酯、聚乳酸、多孔纳米羟基磷灰石和粉煤灰混合并制备鞋面物料时，将使得鞋面物料在具有可降解功能的同时，以三元共聚物聚酯连结生物基聚丁二酸乙二醇酯与聚乳酸，并在多孔纳米羟基磷灰石和粉煤灰的加强下实现强度提高和耐磨性提升的效果；在乙烯醋酸乙烯酯共聚物、玉米淀粉、木糖醇基多官环氧树脂、碳酸钾、ac发泡剂、粉煤灰、六氢邻苯二甲酸酐混合并制备大底物料时，将使得大底物料在具有可降解功能的同时，以具有环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种的木糖醇基多官环氧树脂与乙烯醋酸乙烯酯共聚物和玉米淀粉的结合，并在粉煤灰和六氢邻苯二甲酸酐的加强下实现强度提高和耐磨性提升的效果，并在合料装置的驱动下完成对可降解大底胚料与鞋面型料的连接，使得该可降解生物基鞋用材料在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。
[0149]
本技术涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法或设备固有的其它步骤或单元。
[0150]
需要说明的是，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0151]
本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种可降解生物基鞋用材料，其特征在于：包括鞋面物料和大底物料；所述鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯45.8-72.5份、三元共聚物聚酯16.8-20.7份、聚乳酸6.3-7.6份、多孔纳米羟基磷灰石4.3-6.1份、粉煤灰1.6-2.2份；所述大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物36.8-40.2份、玉米淀粉18.6-22.4份、木糖醇基多官环氧树脂12-20份、碳酸钾3.6-4.5份、ac发泡剂1-1.5份、粉煤灰0.8-1.2份、六氢邻苯二甲酸酐0.8-1份。2.根据权利要求1所述的一种可降解生物基鞋用材料，其特征在于，所述三元共聚物聚酯如下所示：其中，所述n为0、2、4；16≤x≤32；53≤y≤82。3.根据权利要求1所述的一种可降解生物基鞋用材料，其特征在于，所述木糖醇基多官环氧树脂如下所示：其中，所述r2为环氧基以及羧基和醛基中的一种或两种。4.一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：包括鞋面制备部分和大底制备部分；所述鞋面制备部分包括如下步骤：步骤1、混合：将按重量份为45.8-72.5份的生物基聚丁二酸乙二醇酯、16.8-20.7份的三元共聚物聚酯、6.3-7.6份的聚乳酸、4.3-6.1份的多孔纳米羟基磷灰石、1.6-2.2份的粉煤灰混合形成鞋面混合料；步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；步骤3、纺丝：将鞋面粒料导入纺丝机内纺丝，获得细度为1-2dtex的鞋面纤维；步骤4、胚料：将鞋面纤维在气流下牵伸，并在均匀铺设加固后获得可降解鞋面面料；步骤5、成型：将可降解鞋面面料裁切缝纫成型，获得鞋面型料。5.根据权利要求4所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于，所述大底制备部分包括如下步骤：步骤1、混合：将按重量份为36.8-40.2份的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、18.6-22.4份的玉米淀粉、12-20份的木糖醇基多官环氧树脂、3.6-4.5份的碳酸钾、1-1.5份的ac发泡剂、0.8-1.2份的粉煤灰、0.8-1份的六氢邻苯二甲酸酐混合形成大底混合料；步骤2、造粒：将鞋面混合料导入双螺杆挤出机内挤出，获得鞋面粒料；步骤3、发泡：将鞋面粒料导入注塑发泡成型机内发泡成型，获得可降解大底胚料；步骤4、烘烤：将可降解大底胚料通过烘箱烘烤后获得可降解大底型料，并在烘烤的同时采用合料装置将可降解鞋面面料的底部嵌入可降解大底胚料内，并获得可降解生物基鞋。
6.根据权利要求5所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：在大底制备部分的步骤4中，所述合料装置包括用于放置可降解大底胚料的支撑底盘(1)和用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的驱动操作臂(3)，所述支撑底盘(1)的上侧与可降解大底胚料的底部匹配，所述支撑底盘(1)的底部设置有用于安装固定的支撑立柱(11)以及与所述驱动操作臂(3)上下转动连接的固定转接柱(12)，所述支撑立柱(11)设置有用于驱使所述驱动操作臂(3)上下摆动的驱动机构。7.根据权利要求6所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：所述驱动机构包括套接在所述支撑立柱(11)上的驱动转盘(2)，所述驱动转盘(2)的外周侧壁上设置有至少两个抵接螺旋外侧壁(22)；所述驱动操作臂(3)呈z状并包括从下至上依次连接的操作下臂(31)、操作连接臂(33)和操作上臂(32)，所述操作下臂(31)设置有抵接连接孔(311)，所述抵接连接孔(311)内插接有与所述抵接螺旋外侧壁(22)抵接并沿所述抵接螺旋外侧壁(22)移动的驱动抵接柱(312)，所述操作连接臂(33)设置有与所述固定转接柱(12)转动连接的转动连接孔(331)，所述操作上臂(32)位于所述支撑底盘(1)的上侧并用于将鞋面型料嵌入可降解大底胚料内。8.根据权利要求7所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：所述操作上臂(32)连接有用于与鞋面型料接触并驱动鞋面型料嵌入可降解大底胚料内的抵接驱动板(5)，所述抵接驱动板(5)远离所述驱动操作臂(3)的一侧形成有摩擦纹路并连接负压装置，所述抵接驱动板(5)靠近所述驱动操作臂(3)的一侧设置有水平转动柱(51)，所述操作上臂(32)的上端设置有操作连接孔(322)，所述操作连接孔(322)内上下转动连接有摆动接柱(34)，所述摆动接柱(34)的两端从所述操作连接孔(322)内穿出并连接有限位连接体(35)，所述限位连接体(35)沿长度方向设置有限位连接腰型槽(351)，所述水平转动柱(51)的两端分别插接在相应的所述限位连接腰型槽(351)内；所述操作上臂(32)设置有两个分别位于所述限位连接体(35)上下两侧的连接弹簧(321)，所述连接弹簧(321)远离所述操作上臂(32)的一端与所述抵接驱动板(5)连接固定。9.根据权利要求8所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：所述支撑底盘(1)设置有多个分别与相应的所述驱动操作臂(3)匹配的驱动限位插槽(13)，所述驱动限位插槽(13)插接有沿竖直方向设置的限位连接直杆(37)以及沿所述驱动限位插槽(13)长度方向设置且贯穿所述限位连接直杆(37)的限位插杆(39)，所述限位连接直杆(37)的底部设置有与所述操作下臂(31)抵接的复合抵接棒(36)，所述限位连接直杆(37)的顶端设置有用于与可降解大底胚料抵接的抵接复合板(38)，所述抵接复合板(38)朝向所述驱动转盘(2)轴心线的一侧设置有与可降解大底胚料相应部位匹配的匹配斜壁(381)。10.根据权利要求8所述的一种可降解生物基鞋用材料的制备方法，其特征在于：所述驱动转盘(2)设置有传动大齿轮(21)，所述传动大齿轮(21)啮合有驱动小齿轮(41)，所述驱动小齿轮(41)连接有驱动转动的驱动电机(4)。

技术总结
本发明公开了一种可降解生物基鞋用材料及其制备方法，涉及生物基材料技术领域，其技术方案要点包括鞋面物料和大底物料；所述鞋面材料包括如下重量份的组分：生物基聚丁二酸乙二醇酯45.8-72.5份、三元共聚物聚酯16.8-20.7份、聚乳酸6.3-7.6份、多孔纳米羟基磷灰石4.3-6.1份、粉煤灰1.6-2.2份；所述大底物料包括如下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯酯共聚物36.8-40.2份、玉米淀粉18.6-22.4份、木糖醇基多官环氧树脂12-20份、碳酸钾3.6-4.5份、AC发泡剂1-1.5份、粉煤灰0.8-1.2份、六氢邻苯二甲酸酐0.8-1份。本发明具有在保持强度高、耐磨特点的同时具有适于自然降解的效果。同时具有适于自然降解的效果。


技术研发人员：丁德裕 吴东杰 黄娇 杨怀德 王伟强 朱惠娟
受保护的技术使用者：福建中裕新材料技术有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8